2024高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池達標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修4

PAGE6-第一節(jié)原電池1．X、Y兩根金屬棒插入Z溶液中構(gòu)成如圖的裝置，試驗中電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時X棒變粗，Y棒變細，則X、Y、Z可能是下列中的()編號XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸銅溶液DAgZn硝酸銀溶液解析：由題意可知該裝置是原電池，X棒變粗，Y棒變細，說明X為正極，Y為負極，且電解質(zhì)溶液中要有離子能夠在X極析出，還要使Y極溶解。D項符合上述要求。答案：D2．在如圖所示的水果電池中，外電路上的電流從X電極流向Y電極。若X為鐵，則Y可能是()A．鋅 B．石墨C．銀 D．銅解析：電流的方向與電子的移動方向相反，由已知條件知電子由Y電極流向X電極，因此Y電極的金屬活動性強于鐵，故Y電極只能為選項中的鋅。答案：A3．某電池總反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是()A．電極材料Fe、Cu，電解質(zhì)溶液FeCl3溶液B．電極材料石墨、Cu，電解質(zhì)溶液Fe2(SO4)3溶液C．電極材料Pt、Cu，電解質(zhì)溶液FeCl3溶液D．電極材料Ag、Cu，電解質(zhì)溶液Fe2(SO4)3溶液解析：依據(jù)總反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，電解液為含F(xiàn)e3＋的鹽溶液，負極為Cu，正極則需用更不活潑的金屬或石墨，BCD均符合題意；A因Fe比Cu活潑，F(xiàn)e作負極，電池反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。答案：A4．分析如圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑答案：B5．100mL濃度為2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成H2的總量，可采納的方法是()A．加入適量6mol·L－1的鹽酸B．加入幾滴CuCl2溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的NaCl溶液解析：Zn置換出CuCl2中的Cu，Cu、Zn、稀鹽酸構(gòu)成原電池，加快了反應(yīng)速率，同時也不影響產(chǎn)生H2的量。答案：B6．已知某原電池的電極反應(yīng)是Fe－2e－=Fe2＋、Cu2＋＋2e－=Cu，據(jù)此設(shè)計原電池，并回答下列問題。圖1圖2(1)若原電池裝置為圖1所示：①寫出電極材料的名稱：A________，B________。②A電極視察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________________________________。(2)若原電池裝置為圖2所示：①電極材料X可以是________(填序號，下同)。a．鐵b．銅c．石墨②電解質(zhì)Y可以是________。a．FeSO4b．CuSO4c．CuCl2解析：(1)結(jié)合氧化還原反應(yīng)的學(xué)問可知Fe－2e－=Fe2＋是負極反應(yīng)，故Fe作負極，即為B；Cu2＋＋2e－=Cu是正極反應(yīng)，故A可以是銅，現(xiàn)象是有紅色物質(zhì)析出。(2)不含鹽橋的原電池中正極材料是比負極金屬活潑性差的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲蚀藭r正極是銅或石墨，但負極只能是鐵，電解質(zhì)溶液是含不活潑金屬離子的鹽溶液，可為硫酸銅、氯化銅或硝酸銅。答案：(1)①銅(答案合理即可)鐵②有紅色物質(zhì)析出(2)①bc②bc時間：40分鐘[A級基礎(chǔ)鞏固]1．下列說法正確的是()A．構(gòu)成原電池正極和負極的材料必需是金屬B．在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原C．試驗室欲快速制取氫氣，可利用粗鋅與稀H2SO4反應(yīng)D．原電池可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能解析：構(gòu)成原電池的電極材料可以是非金屬如碳棒，A錯誤；在原電池中電子流出的一極失電子被氧化，B錯誤；粗鋅中含有雜質(zhì)可形成Zn－Cu原電池，C正確；能量轉(zhuǎn)化率不行能達到100%，所以D錯誤。答案：C2．關(guān)于下圖所示的原電池，下列說法正確的是()A．電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向CuSO4溶液中遷移C．鋅電極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)D．銅電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是2H＋＋e－=H2↑解析：該原電池中，Zn為負極，Cu為正極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電子由Zn電極流向Cu電極，故A項正確，C項錯誤；因電子由Zn電極流向Cu電極，故銅電極反應(yīng)是Cu2＋＋2e－=Cu，所以鹽橋中的陽離子向CuSO4溶液中遷移，陰離子向ZnSO4溶液中遷移，故B、D項錯誤。答案：A3．向等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b中分別加入過量的稀硫酸，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的體積V(L)與時間t(min)的關(guān)系如下所示，正確的是()解析：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，反應(yīng)速率較快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，則有：Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又構(gòu)成多數(shù)微小的CuZn原電池，加快了Zn的反應(yīng)速率，所以Zn與稀硫酸反應(yīng)時，加入CuSO4則反應(yīng)速率加快，應(yīng)先反應(yīng)完，但因Cu2＋消耗了肯定量的Zn，生成H2的量要小于b。答案：A4．鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接，浸入稀NaCl溶液中，正極發(fā)生的反應(yīng)是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Fe－2e－=Fe2＋D．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：電解質(zhì)為中性溶液，該反應(yīng)是鐵釘被氧化，鐵釘為負極：2Fe－4e－=2Fe2＋；碳棒為正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。答案：B5．下列說法正確的是()A．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負極反應(yīng)均是Fe－2e－=Fe2＋B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子均向右側(cè)燒杯移動D．放電過程中，裝置Ⅰ左側(cè)燒杯和裝置Ⅱ右側(cè)燒杯中溶液的pH均增大解析：＋，A錯誤；裝置Ⅰ形成原電池，正極的溶液是氯化鈉溶液，發(fā)生吸氧腐蝕，裝置Ⅱ正極的溶液為酸性溶液，發(fā)生析氫腐蝕，B錯誤；裝置Ⅰ中鹽橋中的陽離子向左側(cè)燒杯移動，裝置Ⅱ中鹽橋中的陽離子向右側(cè)燒杯移動，C錯誤；放電過程中，裝置Ⅰ中左側(cè)燒杯中發(fā)生吸氧腐蝕，產(chǎn)生氫氧根離子，裝置Ⅱ中右側(cè)燒杯發(fā)生析氫腐蝕，氫離子濃度減小，二者的pH都增大，D正確。答案：D6．由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池如下圖所示。(1)原電池的負極反應(yīng)是_______________________________，正極反應(yīng)是____________________________________________。(2)電流的方向是_____________________________________。(3)一段時間后，當(dāng)在銅片上放出1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時，共消耗________g鋅，有________個電子通過了導(dǎo)線。解析：由題意得產(chǎn)生0.075molH2，通過0.075mol×2＝0.15mol電子，消耗0.075molZn和0.075molH2SO4。所以m(Zn)＝0.075mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022。答案：(1)Zn－2e－=Zn2＋2H＋＋2e－=H2↑(2)由Cu極流向Zn極(3)4.8759.03×1022[B級實力提升]7．限制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如圖所示的原電池。下列推斷不正確的是()A．反應(yīng)起先時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)起先時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)D．電流計讀數(shù)為零后，向甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極解析：由題圖并結(jié)合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得到電子變?yōu)镕e2＋，被還原，I－失去電子變?yōu)镮2，被氧化，A、B項正確；電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項正確；向甲中加入FeCl2固體，對于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反應(yīng)方向移動，此時Fe2＋被氧化，I2被還原，故甲中石墨電極為負極，乙中石墨電極為正極，D項錯誤。答案：D8．依據(jù)如下裝置，按要求完成以下填空：(1)此裝置工作時，可以視察到的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________，電池總反應(yīng)式為__________________________。(2)以上電池中，鋅和鋅鹽溶液組成________，銅和銅鹽溶液組成________，中間通過鹽橋連接起來。(3)電池工作時，硫酸鋅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動，硫酸銅溶液中SOeq\o\al(2－,4)向________移動。(4)此鹽橋內(nèi)裝有含瓊膠的飽和KCl溶液，鹽橋是通過________移動來導(dǎo)電的。在工作時，K＋移向________。(5)該裝置移走鹽橋，將鋅片干脆放入CuSO4溶液中，電流計指針________(填“會”或“不會”)偏轉(zhuǎn)，運用鹽橋的優(yōu)點是_________________________________________________________________。解析：＋，電池工作時，視察到①電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，②鋅片不斷溶解，③銅片上有紅色物質(zhì)析出，其中Zn與ZnSO4溶液組成鋅半電池，Cu與CuSO4溶液組成銅半電池。電池工作時，ZnSO4溶液中SOeq\o\al(2－,4)向負極(鋅電極)移動，CuSO4溶液中SOeq